Ropa naftowa jako środowisko życia mikroorganizmów – kto tam naprawdę żyje i dlaczego?

Ropa naftowa najczęściej kojarzy się z paliwami, przemysłem i energią. W rzeczywistości jest to jednak także specyficzne środowisko życia mikroorganizmów. W złożach ropy oraz w wodach złożowych można znaleźć liczne bakterie, które potrafią wykorzystywać związki węglowodorowe jako źródło energii i węgla. Dzięki temu ropa naftowa staje się nie tylko surowcem energetycznym, lecz również ekosystemem mikrobiologicznym.

Jak powstaje ropa naftowa i jaki ma skład?

Aby zrozumieć, dlaczego mikroorganizmy mogą żyć w ropie, warto wiedzieć, jak powstaje ropa naftowa. Powstaje ona z materii organicznej – głównie szczątków organizmów morskich – które przez miliony lat ulegały przemianom pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury.

Skład ropy naftowej jest bardzo złożony. Podstawowym składnikiem ropy naftowej są węglowodory, czyli związki chemiczne zbudowane z atomów węgla i wodoru. Wśród składników ropy naftowej znajdują się m.in. alkany, cykloalkany i węglowodory aromatyczne, a także niewielkie ilości związków siarki, azotu czy tlenu. To właśnie te substancje mogą być wykorzystywane przez niektóre mikroorganizmy jako źródło energii.

Mikroorganizmy w złożach ropy

W środowisku ropy naftowej występują zarówno bakterie tlenowe, jak i bakterie beztlenowe. Oznacza to, że część z nich potrzebuje tlenu do życia, a inne funkcjonują w warunkach jego braku.

Bakterie tlenowe i beztlenowe mogą rozkładać różne składniki węglowodorowe. Mikroorganizmy tlenowe zazwyczaj szybciej degradują związki organiczne, natomiast procesy prowadzone przez bakterie beztlenowe są wolniejsze, ale mogą zachodzić głęboko w złożach, gdzie dostęp do tlenu jest ograniczony. W środowisku ropy szczególnie istotne są bakterie redukujące siarczany, które w procesach metabolicznych wytwarzają siarkowodór.

Mikroorganizmy te potrafią przystosować się do bardzo trudnych warunków – wysokiego zasolenia, temperatury czy ciśnienia. W wielu przypadkach wykorzystują węglowodory jako jedyne źródło węgla, co pozwala im rozwijać się w złożach ropy i w płynach wiertniczych.

Rola mikroorganizmów w przemyśle naftowym

Obecność mikroorganizmów w złożach ropy ma duże znaczenie dla przemysłu. Z jednej strony mogą one powodować problemy technologiczne, np. korozję instalacji lub pogorszenie jakości surowca. Z drugiej ich aktywność bywa wykorzystywana w technologii wydobycia.

Przykładem jest metoda mikrobiologicznego wspomagania wydobycia ropy (MEOR), w której bakterie produkują gazy, kwasy lub biosurfaktanty zmniejszające lepkość ropy i ułatwiające jej przepływ w skałach złożowych. Dzięki temu możliwe jest zwiększenie efektywności eksploatacji złóż.

Od złoża do rafinerii

Po wydobyciu ropa trafia do rafinerii, gdzie przechodzi rafinację ropy naftowej. W trakcie przerobu ropy naftowej stosuje się m.in. destylację ropy naftowej, która polega na rozdzielaniu jej na frakcje o różnych temperaturach wrzenia. Kolejnym procesem jest kraking ropy naftowej, w którym duże cząsteczki węglowodorów są rozbijane na mniejsze, bardziej użyteczne związki.

Dzięki tym procesom powstają produkty o szerokim zastosowaniu ropy naftowej, takie jak benzyna, olej napędowy, asfalt czy surowce do produkcji tworzyw sztucznych. To właśnie ogromne wykorzystanie ropy naftowej sprawia, że jest ona jednym z najważniejszych surowców energetycznych na świecie.

Podsumowanie

Choć ropa naftowa kojarzy się głównie z przemysłem paliwowym, w rzeczywistości stanowi także środowisko życia wielu mikroorganizmów. Zarówno bakterie tlenowe, jak i bakterie beztlenowe potrafią wykorzystywać jej składniki jako źródło energii. Ich aktywność wpływa na procesy zachodzące w złożach ropy, a także może być wykorzystywana w nowoczesnych technologiach wydobycia. Pokazuje to, że nawet w tak ekstremalnym środowisku jak ropa naftowa istnieje złożony i fascynujący świat mikroorganizmów.

Julia Siemieniec, ekspertka branży Natural Resources w SGS Polska

Źródła:

1. Omotayo A.E., Ojo O.Y., Amund O.O., Crude Oil Degradation by Microorganisms in Soil Composts, Department of Microbiology, University of Lagos.
2. The Role of Microorganisms in the Oil and Gas Industry, Anna Turkiewicz, Oil and Gas Institute, Kraków.